JP2006264134A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速記録を達成するための多ノズル化、高画質のためのノズル小径化に対して、インク収納タンクと記録ヘッド吐出口を接続する流路にインクを容易に充填でき、且つ、他の未交換インク収納タンクからの無駄なインクの流出を減少させることができるインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】記録ヘッドにインクを吐出する複数のインク吐出口を有し、インクを記録媒体に吐出することで記録を行い、インク収納タンクを着脱可能なインクジェット記録装置において、前記着脱可能な各インク収納タンクについて、装着時にインクタンク内の圧力を上昇させる加圧手段を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置に用いられ、記録ヘッドのノズルからのインクの吐出を良好に保つためのインク吐出回復装置に関するものである。

尚、本発明は、一般的なプリント装置の他、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、更には、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、或いはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体に画像を記録するように構成されている。

このような記録装置のうち、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段としての記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このインクジェット記録装置は、次のような利点がある。

即ち、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速記録することができ、特別な処理を要することなく普通紙に記録することができ、ランニングコストが低い。又、ノンインパクト方式であるために騒音が小さく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録することが容易である。

特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板等により、高密度の液路配置（ノズル配置）が実現できるため、一層のコンパクト化を図ることができる。

インクジェット記録装置は、電気信号に応じて、ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を記録する。そのノズルは、その内部への空気の侵入、乾燥によるインクの増粘等のために、電気信号に応じたインク滴の吐出ができなくなることがある。このようなインクの不吐出状態からノズルを回復させるための方法としては、吸引手段によって、画像の記録に寄与しないインクをノズルの先端から吸引排出する方法（吸引回復）がある。吸引回復手段としては、例えば、記録ヘッドのインク吐出口を覆うようにインク吐出口形成面に当接するキャップ手段を設け、キャップ手段内に吸引口を形成して、その吸引口にチューブポンプを接続した構成のものがある。

カラー画像を記録するインクジェット記録装置において、前記ノズルを複数個列状に構成し、更にノズル列を複数配置している。各ノズルはノズル列毎に、黒、シアン、マゼンタ、イエロー等の異なる色のインク供給部（インクタンク等）に接続されている。そして、吸引時は、キャップ手段により、複数のノズル列を同一空間に密閉し、負圧を掛けてインクを吸引する構成が採られている。

これにより、キャップ手段で各ノズル列を個別に密閉する方式に比較し、大幅にノズル列間距離を小さくでき、記録時の走査領域の削減、吐出回復装置の小型化、即ち記録装置の小型化に大きく貢献している。特許文献１には上記に代表される構成につき、開示されている。

特開２００３−１５４６８７号公報

しかしながら、このような従来のインク吐出回復装置には、次のような課題が残されていた。

近年、記録の高速化要求に対しては、多ノズル化、高画質化要求に対しては、吐出するインク滴の小液滴化、具体的な実現手段としてノズル径の小径化で対応しているが、多ノズル化、ノズル小径化が進む状況で、従来小型化のために、複数ノズル列を同一空間に密閉する方式のキャップ手段を介して吸引を行うと、１つのインクタンクを使い切って交換し、インクタンクと記録ヘッドの吐出口を接続するインク流路内をインクで充填するために、ポンプで吸引を行うと、他の交換していないインクタンクのインクも無駄に吸引してしまう欠点があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、高速記録を達成するための多ノズル化、高画質のためのノズル小径化に対しても、複数の異なるインク収納タンクに接続されたノズル列及びノズルを同一空間に密閉するキャップ手段を用いた小型装置構成を変えることなく、インク収納タンク交換直後の吸引動作により、インク収納タンクと記録ヘッド吐出口を接続する流路にインクを容易に充填でき、且つ、他の未交換インク収納タンクからの無駄なインクの流出を減少させることができる記録装置及び吐出回復装置を提供することである。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、記録ヘッドにインクを吐出する複数のインク吐出口を有し、インクを記録媒体に吐出することで記録を行い、インク収納タンクを着脱可能なインクジェット記録装置において、前記着脱可能な各インク収納タンクについて、装着時にインクタンク内の圧力を上昇させる加圧手段を設けることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置に関し、装着直後のインク収納タンク内の圧力は、負圧発生手段により、インクを吸引排出した後、圧力を解消するよう構成することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置に関し、大気開放により、圧力を解消することをことを特徴とする。

本発明によれば、高速記録を達成するための多ノズル化、高画質のためのノズル小径化に対しても、複数の異なるインク収納タンクに接続されたノズル列及びノズルを同一空間に密閉するキャップ手段を用いた小型装置構成を変えることなく、インク収納タンク交換直後の吸引動作により、インク収納タンクと記録ヘッド吐出口を接続する流路にインクを容易に充填でき、且つ、積極的に交換直後のインク収タンクからインクが流れ出すため、他の未交換インク収納タンクからの無駄なインクの流出を減少させる効果がある。

＜実施の形態１＞
本発明の記録装置の実施の形態１について説明する。

図１は本発明のインクジェット記録装置１を示す斜視図、２は積載された記録シートを1枚ずつ分離して送り出すシート自動給送装置。３はシート搬送ローラ、４はピンチローラで、シート自動給送装置から1枚ずつ分離給送されたシートはシート搬送ローラ３とピンチローラ４に挟持され、プラテン５に送り込まれる。

６は排紙ローラで、シートは排紙ローラ６と拍車(不図示)に挟持されて記録装置外に排出される。７は記録ヘッド、８はインクタンク、９はキャリッジ、１０はガイドシャフト、１１はガイドレール、１２は駆動ベルトで、シートＳがプラテン５上を通過するとき、キャリッジ９がキャリッジモータにより、駆動ベルト１２を介して、走査方向の駆動力を伝達され、ガイドシャフト１０及びガイドレール１１にガイドされて、走査方向に往復動作し、搭載された記録ヘッド７から、記録信号に従ってインクがシートＳに吐出されることによって、記録が行われる。

１３は吐出回復装置、１４はキャップ、１５はキャップホルダ、１６はキャップレバー、１７はキャップ押圧ばね、１８はワイパーブレード、１９はブレードホルダ、２０は制御カム、２１は駆動ギア列、２２は位置決め手段で、キャップ１４は記録ヘッド７のインク吐出口を覆うように密閉し、非使用時のインク吐出口のインク乾燥やゴミの付着を防止する。キャップ１４はキャップホルダ１５に保持され、キャップレバー１６にキャップ押圧ばね１７で支持されており、キャップレバー軸１６１を中心にキャップレバー１６が回転することによりアップダウン可能に構成されている。

ワイパーブレード１８はブレードホルダ１９に固定されており、レール２３にガイドされ、スライド可能に構成されている。ブレードホルダ１９にはラック（(不図示)が設けられており、駆動ギア列２１に連結されている。記録ヘッド７がワイパーブレード１８の正面にあるとき、スライドすることによって記録ヘッド７の吐出口近傍に付着した記録時の跳ね返りインクやゴミを払拭する。制御カム２０には駆動ギアやカムが複数設けられており、ＰＧモータ２４より駆動され、回転する。前述のキャップレバー１６は制御カム２０に設けられたカムにより、キャップレバー軸１６１を中心に回転力を与えられる。又、制御カム２０に設けられたギアにより、アイドラギアを介してブレードホルダ１９のラック（不図示）に駆動が伝えられ、ブレードホルダ１９がスライドする。

位置決め手段２２は、やはりＰＧモータ２４の駆動により、駆動ギア列２１により回転可能に構成されている。又、駆動ギア列２１には、不図示の摩擦クラッチが設けられており、位置決め手段２２は所定の角度範囲でのみ回転するように構成されている。

次に、本発明について詳細に説明する。

図２は、インクタンク８が装着されたインクジェット記録ヘッド7にキャップ１４当接し、キャップ１４にはキャップホルダ１５を介して、チューブ２５が接続され、２個の押圧ローラ２６が回転体２７にガイドされて、チューブ２５を潰しながら回転することで、キャップ１４と記録ヘッド７で形成される空間内を負圧状態とし、インクジェット記録ヘッド７のインク吐出から、インクを吸引排出する構成を示した簡略図である。インクタンク８とインクジェット記録ヘッド７とを接続するインク供給口８０１にインク供給管７０１が挿入された状態を示す断面図である。ここで、本実施形態における液体収納容器としてのインクタンク８、負圧発生部材収納室８０２、負圧発生部材８０３、大気連通部８０４、連通部８０５、インク収納室８０６、仕切り壁８０７及び圧接体８０８、インク８０９である。

インクタンク８より供給されるインクは流路７０２を通り、インクジェット記録ヘッド７の吐出口列毎に設けられた液室７０３へと通じ、液室下部に設けられた吐出部には、サーマルジェット方式であれば電熱変換ヒータ、ピエゾ方式であればピエゾ素子が並んでおり、インク吐出エネルギーをインクに付与し、インクが吐出される。

インクタンク８の大気連通部８０４上部は天面より一段下がった面に設けられており、未使用状態ではシート８１０により密閉されている。

又、インク収納室８０６下方には弾性部材８１１が設けられている。記録ヘッド７には弾性部材８１１に対抗する位置に突起７０５が設けられている。

図３に示すように、インクタンク８をインクジェット記録ヘッド７に装着すると、突起７０５が弾性部材８１１をインク収納室８０６内に押し込みインクタンク８内は圧力が上昇する。これにより、インクタンク８内のインクをインクジェット記録ヘッド７へ流れ込まそうとする作用が発生し、交換したインクタンク８から集中的にインクが引き出されることになる。よって、既に使用中のインクタンクから不要に引き出されるインクが減少し、インク充填作用を効率良く行うことができる。

吸引が終わると、インクジェット記録ヘッド７はキャリッジ９とともに、走査方向に移動する。図４に示すように、走査方向の所定の個所にカッター２８が設けられており、大気連通部８０４上部のシート８１０がカットされ、大気連通部を通してインクタンク８内部は大気と連通し、他の使用中のインクタンク８と同様の状態に移行する。
＜実施の形態２＞
本発明の記録装置の実施の形態２について説明する。

図５は本実施形態のインクタンク８とインクジェット記録ヘッド７とを接続するインク供給口８０１を蛇腹状部材８１２にして、弾性部材８１１が突起７０５に押し込まれる前にインク供給管７０１と接合する構成としたことで、加圧状態をより安定的に行えるものである。

本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態における動作を示す簡略断面図である。 本発明の第１の実施形態における動作を示す簡略断面図である。 本発明の第１の実施形態における動作を示す簡略断面図である。 本発明の第２の実施形態における動作を示す簡略断面図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ シート自動給送装置
３ シート搬送ローラ
４ ピンチローラ
５ プラテン
６ 排紙ローラ
７ 記録ヘッド
８ インクタンク
９ キャリッジ
１０ ガイドシャフト
１１ ガイドレール
１２ 駆動ベルト
１３ 吐出回復装置
１４ キャップ
１５ キャップホルダ
１６ キャップレバー
１７ キャップ押圧ばね
１８ ワイパーブレード
１９ ブレードホルダ
２０ 制御カム
２１ 駆動ギア列
２２ 位置決め手段
２３ レール
２４ ＰＧモータ
２５ チューブ
２６ 押圧ローラ
２７ 回転体
２８ カッター

Claims (3)

1. 記録ヘッドにインクを吐出する複数のインク吐出口を有し、インクを記録媒体に吐出することで記録を行い、インク収納タンクを着脱可能なインクジェット記録装置において、
   前記着脱可能な各インク収納タンクについて、装着時にインクタンク内の圧力を上昇させる加圧手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 装着直後のインク収納タンク内の圧力は、負圧発生手段により、インクを吸引排出した後、圧力を解消することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 大気開放により、圧力を解消することを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。

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